2008 Fiscal Year Annual Research Report
ライフサーベイヤをめざしたデジタル精密計測技術の開発
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17066002
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| Research Institution | Tokyo University of Agriculture and Technology |
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Principal Investigator |
神原 秀記 Tokyo University of Agriculture and Technology, 大学院・工学府, 講師 (20397011)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
竹山 春子 東京農工大学, 大学院工学府, 客員教授 (60262234)
珠玖 仁 国立大学法人東北大学, 大学院・環境科学研究科, 准教授 (10361164)
小畠 英理 国立大学法人東京工業大学, 大学院・生命理工学研究科, 准教授 (00225484)
秋山 泰 国立大学法人東京工業大学, 大学院・情報理工学研究科, 教授 (30243091)
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| Keywords | ライフサーベイヤ / 1細胞解析 / デジタル精密解析 / パイロシークエンス / 磁気ビーズ / RNA回収 / RNA検出 / バイオインフォマティクス |
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| Research Abstract |
神原、竹山は、1分子cDNA毎にテンプレート増幅、パイロシークエンサーで配列を解析する一連の反応プロトコール及びシステムの構築を検討した。その結果、パイローシークエンス・テンプレート保持用のジルコニアビーズを1粒子ずつ個別PCRチャンバーにアレイする方法を確立した。1分子cDNAを増幅後、ジルコニアビーズ上に高度にPCR産物を集積し、ダイレクトにパイロシークエンスを行うプロトコールが確立できた。
珠玖は、ハウスキーピング遺伝子に着目し、キャピラリーおよびリング電極探針により1細胞mRNA定量を実施した結果、10コピー/cell程度の低発現遺伝子の検出を達成した(神原との共同研究)。リング電極探針によりマウス胚の内部細胞塊と栄養外胚葉から細胞を採取し、マーカー遺伝子により未分化状態を評価可能であることを確認した(A03班阿部との共同)。
小畠は、パイロシーケンス用酵素の開発を目的とし、ホタルルシフェラーゼの改良を行った。立体構造情報に基づいたポイントミューテーションにより得られたミュータントから、比活性が高く、かつdATPに対する反応性が低い酵素を取得することができた。また、これらの中から有効な点変異を組み合わせ、複数の変異を導入した改良ルシフェラーゼを作製した。
秋山は、本研究で開発されたパイロシーケンシング法に基づくDNA配列読み取り過程のシミュレータ・ソフトウェアを活用して、パイロシーケンシング法に特有の読み取り誤差を自動訂正する手法を開発した。またGPUを4枚利用した計算環境で、50-75bpのDNA配列断片をヒト全ゲノム上に動的計画法で精密に貼り付けるシステムを開発した。近似的前処理と併用すると1000万本の断片を1時間程度で貼り付けられる性能である
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